基于元素俘获能谱测井的多矿物最优化处理方法(英文)

计算地层岩石矿物组分并形成连续变化的岩性剖面是测井解释的核心工作之一。相对于传统的POR、CRA等处理方法,最优化方法能够利用各类测井、地质信息进行综合求解,适用范围更广、计算精度更高。元素俘获能谱测井可以提供多达9种常见地层元素的重量百分含量,使得岩性剖面的计算更直接、更准确。为了充分发挥最优化方法、元素俘获能谱测井的优势,进一步提高岩石矿物组分计算的精度,本文首先确定了不同矿物的元素俘获能谱测井响应方程形式和权重系数计算方法,然后在全岩氧化物实验分析和理论计算的基础上确定了常见矿物的元素含量测井响应值,从而形成了一套完整的基于元素俘获能谱测井的多矿物最优化处理新方法。应用证明,新方法的处理结果与岩心分析结果具有较好的一致性,平均绝对误差在10%以内,其计算精度更高。     

盐水泥浆条件下定向井双侧向测井环境校正方法研究

在定向井中,双侧向测井数据由于受井眼、围岩、井斜、径向侵入等环境因素的影响,难以准确地估算储层的电阻率和更准确地识别储层流体.本文拟提出图版法和反演法相结合的思路来研究地层视电阻率的校正问题.首先,针对研究区的测井环境和钻井液电阻率,计算了不同尺寸井眼的双侧向测井响应,绘制了井眼校正图版;然后,针对斜度井地层模型,采用三维有限元方法计算了不同井斜、不同厚度地层的测井响应,构建了井斜-围岩/层厚图版,利用该图版实现了井眼校正和井斜-围岩/层厚的电阻率快速校正.最后,针对钻井液侵入的影响,采用反演方法计算了侵入半径和地层真电阻率,最终实现了双侧向测井的环境校正.利用上述理论与方法对海洋中定向井的双侧向测井资料进行了环境校正,提高了储层流体定性识别和定量评价的精度.     

地层各向异性指数因子的计算方法

针对三维感应测井问题,提出了利用三维感应测井分量视电导率确定地层(TI地层)各向异性指数因子(水平电导率与垂直电导率之比)的计算与确定方法.论文分别给出了图版法和牛顿迭代计算方法,介绍了地层各向异性指数因子的图板制作及利用图版确定地层各向异性指数因子的方法;导出了地层视电导率偏导计算方程,利用非线性方程组的牛顿迭代解法实现了地层各向异性指数因子的数值计算,还给出了数值算例,计算结果与地层模型获得了很好的一致性,表明本方法对分析地层的各向电导特性及测井资料解释应用将具有重要的借鉴和参考意义.     

基于数值模拟的双感应测井裂缝参数定量评价方法

为厘清裂缝性地层双感应测井响应特征,建立裂缝参数评价方法,本文建立了含基岩、裂缝、井眼、双感应测井仪器的裂缝性地层双感应测井正演模型,以Gianzero几何因子理论为基础,结合阿特拉斯公司1503双感应测井仪器开展了高阻背景下低阻裂缝测井响应数值模拟.首先计算了1503双感应测井仪器几何因子,然后根据该几何因子求解不同裂缝开度、裂缝充填流体电导率、基岩电导率条件下双感应测井响应特征,分析了裂缝开度、裂缝充填流体电导率、基岩电导率对双感应测井响应的影响,归纳了裂缝性地层双感应测井响应规律.采用深感应视电阻率及深、中感应视电阻率比值作为横纵坐标,结合裂缝充填流体电阻率绘制了一套双感应裂缝开度评价图版.通过对图版数据进行拟合,建立了裂缝开度评价模型.在采用岩心、成像资料对评价模型刻度以减小几何因子理论计算非均质裂缝产生的误差后该模型可用于求取裂缝参数.最后将该方法应用于镇泾油田致密砂岩裂缝性储层进行裂缝参数定量评价,评价结果与成像测井评价结果吻合较好.     

松南气田火山岩储层测井解释研究

火山岩储层总体属于低孔渗储层评价的范畴,由于测井含气响应远弱于岩石骨架响应,流体识别面临气、水层区别难的问题;由于岩性和孔隙结构复杂引起阿尔奇参数多变,测井解释面临饱和度定量计算精度不高等问题.针对上述问题,提出“定性解释与定量解释相互独立、相互验证”的火山岩测井解释原则.在气层识别方面,从重构孔隙度气层识别组合曲线、研究电阻率相对值、应用核磁测井技术以及分析储层含气丰度与测井响应差异等四个研究方向探索了不同储层的测井识别依据,根据上述研究成果,确定了5类储层的测井判别依据,实现了火山岩定性解释;在火山岩定量解释方面,由于电阻率曲线本身就是岩性和孔隙结构的综合反映,引入基于电阻率测井响应的可变m值阿尔奇计算公式,应用生产测试成果验证,证实该方法定量计算储层含气饱和度精度高.根据上述研究成果,系统建立了松南火山岩测井解释模型.应用新的火山岩储层测井解释方法,多口新井的测井预测结果被生产测试所验证,应用效果良好.     

自然电位测井响应的高效数值模拟

由于从自然电位测井中得到的信息大多是定性的,且以往有关自然电位测井响应的定量分析一般也只停留在最简单的模型,很难用于分析和指导实际测井工程因此本文利用数值模拟方法,对自然电位测井进行了严格的定量研究首先利用高效的数值模式匹配理论求解了轴对称二维非均匀介质中的位场格林函数,然后利用表面积分方程法匹配各界面上的偶极层激励条件,从而求出任意二维结构下的自然电位测井响应通过广泛的数据对比验证证明了本文方法的正确性和有效性．利用本文的方法可定量评估各种地层因素对自然电位响应的影响,制作单因素和多因素综合影响校正图版,为自然电位测井的定量分析和解释提供一种行之有效的方法,对实际测井工程有一定的指导意义     

基于开发动态的水淹层测井综合评价方法——以南苏丹P区块为例

由于南苏丹P区块没有可用于确定油层水淹程度的密闭取心新井资料,且单层生产及试油数据非常少,开采与完井时间间隔较长,地层水性质相同导致底水水淹与油水同层难以识别,因此,水淹层解释难度较大.本文首先根据区块地质特征与开发特征及水淹层水源和水进方向,归纳总结出研究区油层的水淹类型为边水与注入水推进水淹型和底水推进水淹型,注水水淹和边底水水淹在电阻率测井响应特征上均表现为电阻率值的明显降低.其次,采用新老井相同层位测井信息对比方法,结合相邻老井生产动态测试结果,确定出新井典型水淹层,分析水淹层测井响应特征,优选出深侧向电阻率、浅侧向电阻率、深浅侧向电阻率幅度差、深侧向电阻率与冲洗带电阻率幅度差等4个水淹敏感参数,其中深侧向电阻率和深浅侧向电阻率幅度差为最有效的水淹识别参数.利用深侧向电阻率值与深浅侧向幅度差交会,建立了水淹层定性识别图版,利用该图版可有效地区分水淹层与水层和油层.基于储层岩性物性测井响应特征分析,采用岩心刻度测井方法,建立了水淹层泥质含量、孔隙度、渗透率、饱和度等参数定量解释模型,利用计算的驱油效率值可有效地划分弱水淹、中水淹、强水淹.综合水淹层定性识别图版法以及定量解释方法,结合邻井生产动态,建立了水淹层综合测井评价方法,经实际井验证证明该方法结合了静态测井解释与动态生产数据在水淹层评价中优势,提高了水淹级别测井综合评价准确性.采用开发初期井连井剖面对比方法,确定出油水同层顶界面海拔深度,再结合邻井开发动态,寻找出新井水源,判断出新井水淹类型.对于底水水淹类型,新井不存在油水同层,只能为水淹层;对于边水水淹类型,将解释油水同层或水淹层海拔深度高于最高油水同层顶界面海拔深度的储层判定为水淹层,而海拔深度低于最高油水同层顶界面海拔深度的储层判定为油水同层,经实际井验证证明该方法可有效地区分底水水淹层与油水同层.     

人工神经网络在测井解释中的应用

定量储层参数计算和定性岩性类型识别是测井解释的主要地质目的，应用人工神经网络计算方法，解释了多个油区的６０多口井的测井资料。结果表明，该计算方法不仅可以克服以上两类问题在传统测井解释方法中所遇到的高度复杂非线性建模困难，而且还可以高度统一地处理这两类问题，极大地简化了解释中的数学手段。     

碳酸盐岩储层测井流体替换方法与应用分析

碳酸盐岩地层的测井流体识别是石油测井数据处理与解释的重要内容和难点.本文基于Gassmann等效介质理论和流体替换基本原理,详细研究了基于测井数据和评价结果的流体替换方法,实现步骤和流程.针对塔河油田奥陶系地层,利用测井资料和试油资料,应用该流体替换方法和流程分别进行了饱含水、饱含气和饱含油的流体替换,根据流体替换前后的密度、速度以及体积模量等岩石物理参数的变化,实现了碳酸盐岩地层的流体识别.     

随钻方位电磁波测井响应快速正演方法与地质导向应用

随钻方位电磁波测井解析快速正演是实现仪器响应特征分析、结构优化设计以及地层参数精确反演的基础.本文基于赫兹势函数法求解水平层状各向异性介质中的电磁场,通过引入地层界面位置,改造解势函数中的指数增大项,提取溢出因子,消除了势函数系数递推法中的数值溢出,实现了频率-波数域电磁场收敛计算.将算法应用于新型随钻方位电磁波测井技...     

高频电磁波测井同时求解视电导率和视介电常数

利用 Ｌａｍｂｅｒｔ Ｗ函数的性质,针对单发单收和单发双收两种电磁波测井仪器,给出 了一种求解视介电常数和视电导率的方法．理论分析和数值实验表明,该方法在计算速度和 精度方面,明显优于传统的求解复杂非线性方程组的方法．与查表方法相比,该方法不需要 预先计算大量图版,且精度较高．     

感应测井响应的非正交计算方法

由于在正交坐标系中斜度井边界处理的复杂性,提出一种非正交计算方法,即在非正交坐标系计算了斜度井中感应测井的响应.首先,利用Maxwell方程组和逐次逼近法推导出矢量电位在非正交坐标系下的解析解;然后,通过有限差分法计算接收线圈处的感应电动势,得到视电导率的值;最后,计算了无井无侵地层模型在不同厚度和倾斜角度影响下的响应,计算结果与理论解及前人结果具有很好的一致性.结果表明,该方法具有数值网格与边界吻合的特点,而且只要较少的离散网格就可以达到较高的精度,计算速度快,是求解斜度井中感应响应的有效方法.     

层状各向异性地层中三维感应测井响应快速计算及资料处理

本文采用广义反射系数法推导了水平层状各向异性地层中电磁场的积分解析解,并利用快速汉克尔变换技术实现了三维感应仪器测井响应的快速计算.三维感应测井响应与地层水平电导率、垂直电导率和井斜角及仪器方位角同时有关,单一分量的测井曲线不能满足资料解释的需要.通过对仪器测量分量响应特征的考察,本文提出了一种基于组合量测井曲线的资料直观解释方法.数值模拟显示,交叉分量相关组合量可准确划分地层纵向边界,并可直观识别各向异性层;与单独分量相比,主分量相关组合量提高了纵向分辨率、减弱了与地层电导率参数的非线性关系.     

含气饱和度半定量预测方法探讨与应用

勘探实践中,与水和油相比,地层岩石孔隙中含气引起的地球物理响应特征更加明显,因此利用各种地震弹性参数较容易判定和识别地层中是否含气.然而这种含气性的判别多是定性的,含气饱和度的半定量化预测一直是个挑战.利用岩心分析、测井和测试资料,从岩石物理模拟与诊断出发,结合Gassmann流体替换理论,分别研究含气砂岩和含气饱和度的敏感弹性参数,建立相应的岩石物理解释图版.在此基础上,通过地震叠前弹性反演技术分含气砂岩和高饱和度含气砂岩两步法递进式实现含气饱和度的半定量预测,取得了较好的应用效果.实例研究表明,在一定地质条件下,这种两步法递进式半定量预测砂岩含气饱和度的方法行之有效,实际生产中可操作性强,具有一定借鉴意义.     

利用微电阻率扫描成像测井计算岩性剖面

微电阻率扫描成像测井可以提供高分辨率的岩性图像,但目前对它的应用还仅仅限于定性分析。FMI静态图像数据是一组色标值阵列,其数值反映了电阻率的高低。碎屑岩地层按其粒度大小划分为泥质、粉砂质和砂质3种岩性,将图像色调信息通过他们的电阻率定量转换为岩性信息。建立了基于图像面积分割原理将FMI图像转换为3种岩性的相对含量的方法,实现了将FMI成像测井与常规测井联合处理解释以获得高分辨率的、定量的砂泥体积含量岩性剖面及半定量的钙质胶结强度等信息。实例表明,该方法可以定量计算碎屑岩的岩性粒度剖面,进而得到测井相剖面和辅助沉积微相解释。     

过套管电阻率测井的地层电阻率快速反演算法

过套管电阻率测井是通过测量套管壁电势实现测量地层的视电阻率,基于传输线方程理论,针对层状地层,给出了套管壁电势、电流对地层横向电阻导数的微分方程(称Jacobi矩阵微分方程)及边界条件;利用Jacobi矩阵微分方程边值问题导出了过套管电阻率测井反演地层参数的Jacobi矩阵系数的解析表示,利用Marquardt方法实现了过套管测井的地层电阻率反演;通过计算对Jacobi矩阵的特性进行了探讨,并获得了较快的计算速度(因为Jacobi矩阵是用解析解表示的),反演结果与地层模型取得了较好的逼近.本文实现了过套管电阻率测井地层参数的Jacobi系数矩阵的快速计算及地层电阻率反演,为进一步开展电阻率测井数据处理提供了理论依据和快速反演算法.     

地震测井联合物性参数反演在煤炭岩性勘探中的应用

基于二维波动方程的物性参数联合反演方法,以常规地震勘探资料为基础、地震地质解释的测井资料为约束,采用线性、非线性反演、神经网络等方法进行地层物性参数预测。其方法保证了反演的成功进行和成果的可靠性,其高分辨率的岩性参数反演成果可有效地用于煤田岩性地震勘探。     

基于卷积神经网络和MPGA-LM算法的阵列侧向测井快速反演方法

在大斜度井/水平井环境下,阵列侧向测井受钻井液侵入、地层倾角和各向异性等多种因素影响,导致测井响应复杂,需借助反演手段提取地层真实电阻率.然而,阵列侧向测井三维正演效率低,难以满足测井资料快速反演和油气藏快速评价的需求.为此,本文基于深度学习并联合混合多种群遗传(MPGA)与列文伯格马奎特(LM)算法建立了一种快速反演方法.首先从地层参数敏感性出发,基于严格的三维有限元正演算法,依次确定侵入、各向异性和地层倾角的敏感性大小;其次,引入深度学习和模型可视化技术,实现斜井各向异性地层阵列侧向测井响应的快速正演;最后,基于数据集分解技术和混合MPGA-LM算法,实现斜井各向异性地层电阻率剖面快速精确重构.数值模拟结果表明:斜井各向异性地层中,阵列侧向测井响应对侵入深度敏感性最高,各向异性和地层倾角次之;相较于反向传播神经网络(BPNN),二维卷积神经网络(2D-CNN)能够实现阵列侧向测井响应的快速精确计算,计算一个测井点仅需0.36 ms,精度可达99％左右;基于三层反演模型的MPGA-LM混合算法稳定性强,电阻率参数反演精度高的优点,可用于阵列侧向测井资料的快速处理.     

高分辨率阵列侧向测井的数学模型及有限元快速正演

对包含井眼、侵入带、围岩和目的层的轴对称地层模型, 推导了无穷远截断边界上的Robin边界条件, 建立了高分辨率阵列侧向测井的等值面边值问题模型. Robin边界条件较Dirichlet边界条件更加精确, 可大大缩小求解区域而不影响计算精度. 考虑到微分方程和边界条件为线性的, 利用叠加原理简化了原微分方程边值问题的计算, 克服了事先屏蔽电极上电流的不确定性. 采用基于地址矩阵的稀疏存贮模式, 大大减小了内存需求, 且地址矩阵物理意义明确, 方便迭代法调用求解有限元方程. 引入预条件共轭梯度(PCG)法求解有限元计算形成的大型线性方程组, 提高了测井响应的计算速度. 利用本文方法定量考察了地层厚度、井径、侵入带等因素对阵列侧向测井响应的影响, 为后续阵列侧向测井反演的研究奠定了基础, 对实际测井工程具有一定的指导意义.     

成像测井资料在礁滩型碳酸盐岩储集层岩性和沉积相识别中的应用——以伊拉克鲁迈拉油田为例

伊拉克鲁迈拉油田M组碳酸盐岩储集层为例,阐述了研究区不同岩石类型及沉积相在XRMI成像测井资料上的响应特征.论文以成像测井资料为主体,通过岩心刻度成像测井并结合GR能谱测井、岩性密度测井和其它常规测井资料识别出粘土矿物、致密灰岩、生物礁灰岩,生屑滩灰岩等岩性;总结了缓坡相、生物礁相、生屑滩相等沉积相的成像测井响应特征,建立了研究区各沉积相的电成像测井相解释图版,并对单井进行了连续的测井相划分.研究表明:M组碳酸盐岩储集层顶部GR能谱测井显示高钍、高钾、高铀含量特征,反应了M组地层在沉积晚期曾暴露地表,形成了风化残余剥蚀面,与上覆地层呈不整合接触关系;M组早期依次发育缓坡相、生屑高能滩相/生物礁相、滩后相和泻湖相,构成了一个完整的下降半旋回.